嵌入式开发学习之--用蜂鸣器来传递摩斯码
前言
在点亮led灯之后，接连写了两篇理论，更多的是力求自己学习旅程的完整吧，总觉得没多大意义。从今天开始，结合开发板开始搞实验，毕竟实战是检验一切的标准。一起学习的小伙伴如果有什么好的想法，可以留言，我们一起来完成。
一、项目概况
1.1项目需求
根据输入的情报，让蜂鸣器按照摩斯码的加密方式发出声音，用户通过蜂鸣器发出的声音能准确的写出输入的情报，就算成功。
1.2项目来源
作者脑洞。
1.3项目开发环境
软件：keil5;
硬件：野火挑战者开发板。
1.4项目意义
为情报人员传递信息，可以在影视剧，密室逃脱等场景中作为道具使用。
二、开发步骤
2.1了解什么是摩斯码
作为嵌入式开发，首先你要了解的是你开发的东西是个什么，我们既然要做摩斯码传递，那么就要了解什么是摩斯码。
通过百度可以知道摩尔斯电码（Morse code）也被称作摩斯密码，是一种时通时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。它发明于1837年，是一种早期的数字化通信形式。不同于现代化的数字通讯，摩尔斯电码只使用零和一两种状态的二进制代码，它的代码包括五种：短促的点信号“・”，保持一定时间的长信号“—”，表示点和划之间的停顿、每个词之间中等的停顿，以及句子之间长的停顿。划一般是三个点的长度；点划之间的间隔是一个点的长度；字元之间的间隔就是三个点的长度；而单词之间的间隔是七个点的长度。
也就是说，我们需要通过蜂鸣器模拟出这几种情况。
2.2构建项目流程图
这个就比较考验个人了，也是我一直想实战的原因，不同的人都会有不同的思路，这里分享一下我的思路，算是抛砖引玉吧。
首先从项目需求来看，要有一个输入情报，接着根据摩斯电码表，将输入的情报拆解成电码表的样式，然后再通过蜂鸣器进行输出。
2.3找到合适的模板
这里我们就用野火的工程模板，找到打开后简单编译一下。0错误，说明可以用。
2.4增加文件
根据项目接着新添加几个文件：
1.上层应用，主要是用来定义、存储上层应用所用到的函数变量。
2.底层硬件，主要根据所应用到的硬件资源创建。
创建文件时可以县创建记事本，然后修改尾缀和名字。
创建了4个文件，app.c、app.h、beep.c、beep.h。
添加进工程：
基本的工程框架已经建好，下一步就是写代码。
2.5添加代码
我们把代码分为三部分，蜂鸣器，摩斯码，main函数。
首先我们先初始化需要用到的硬件蜂鸣器。
按照之前我们处理led灯的思路，首先我们要看电路图，找到蜂鸣器。
通过电路图我们可以看出，开发板的蜂鸣器是通过PI11引脚的高低控制是否有电。也就是我们要像配置led灯一样配置蜂鸣器。
蜂鸣器代码如下（示例）：
beep.c
#include "stm32f4xx.h" #include "beep.h" void BEEP_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_AHB1PeriphClockCmd( BEEP_GPIO_CLK, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BEEP_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(BEEP_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); GPIO_ResetBits(BEEP_GPIO_PORT, BEEP_GPIO_PIN); }
beep.h
#ifndef __BEEP_H #define __BEEP_H #include "stm32f4xx.h" #define BEEP_GPIO_PORT GPIOI #define BEEP_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOI #define BEEP_GPIO_PIN GPIO_Pin_11 #define ON 1 #define OFF 0 #define BEEP(a) if (a) \ GPIO_SetBits(BEEP_GPIO_PORT,BEEP_GPIO_PIN);\ else \ GPIO_ResetBits(BEEP_GPIO_PIN) #define digitalHi(p,i) {p->BSRRL=i;} #define digitalLo(p,i) {p->BSRRH=i;} #define digitalToggle(p,i) {p->ODR ^=i;} #define BEEP_TOGGLE digitalToggle(BEEP_GPIO_PORT,BEEP_GPIO_PIN) #define BEEP_OFF digitalLo(BEEP_GPIO_PORT,BEEP_GPIO_PIN) #define BEEP_ON digitalHi(BEEP_GPIO_PORT,BEEP_GPIO_PIN) void BEEP_GPIO_Config(void); #endif
简单解读一下，通过BEEP_GPIO_Config这个函数对蜂鸣器控制引脚PI11进行配置，然后将参数定义成宏定义，这样后期想换也十分方便；就将关闭和打开蜂鸣器的函数分别定义成BEEP_OFF和BEEP_ON，这样使用时十分方便。
接着处理莫斯码函数，应该单独定义出摩斯码相关文件更合适，这里直接写在app文件里了。
app.c
代码如下（示例）：
#include "stm32f4xx.h" #include "app.h" _morse_code morse_code; uint8_t morse_table_1[Ms_Table_num][Ms_Table_long]={" 0000000","A102","B2010101","C2010201","D20101","E1","F1010201","G20201", \ "H1010101","I101","J1020202","K20102","L1020101","M202","N201",\ "O20202","P1020201","Q2020102","R10201","S10101","T2",\ "U10102","V1010102","W10202","X2010102","Y2010202","Z2020101"}; void delay_ms(uint32_t time) { int i; for(i=0;i<(SYS_FRE/1000)*time;i++){ } } //³õʼ»¯app int app_init() { } uint8_t infor_translate_morse(uint8_t infor,uint8_t morse,uint32_t size) { return morse; } uint8_t morse_translate_beep(uint8_t_morse) { return 0; }
app.h
代码如下（示例）：
#ifndef __APP_H #define __APP_H #include "stm32f4xx.h" #define Ms morse_code #define Ms_T morse_table_1 #define Ms_Table_num 50 #define Ms_Table_long 20 #define Ms_Pause "0" #define Ms_Short "1" #define Ms_Long "2" #define Morse_Dalay_Time 50 #define Morse_Pause_Time Morse_Dalay_Time*1 #define Morse_Pause_OF_Letter_Time Morse_Dalay_Time*3 #define Morse_Pause_OF_Word_Time Morse_Dalay_Time*1 #define Morse_Short_Time Morse_Dalay_Time*1 #define Morse_Long_Time Morse_Dalay_Time*3 #define SYS_FRE 72000000 typedef struct MORSE_CODE{ uint8_t* morse_table[50]; uint8_t* morse_in; uint8_t* morse_out; }_morse_code; extern _morse_code morse_code; extern uint8_t morse_table_1[Ms_Table_num][Ms_Table_long]; extern void delay_ms(uint32_t time); #endif
简单解读一下，我的思路将摩斯码转换成字符串，然后对字符串进行操作，间隔是0，点是1，划是2，然后通过2维数组来定义摩斯码，定义的方式字符串首字符是发送字符，后面是其对应的摩斯码，这样进行首字符对比，找到对应字符以后，再对其后面的字符串进行读取并执行相关操作即可。定义时，依旧记得尽量采取宏定义的方式。这里还定义了一个延时函数，延时方式就是通过数数，我们的单片机频率是72M的，也就是1秒中可以数执行72M的操作，那么1ms可以数72000。如果未来更换频率是其它的单片机，这个记得要改。
最后是main函数，我把最终执行函数写在了一起，其实不是很满意，耦合性太强了，可以划分的更合理。
main.c
代码如下（示例）：
#include "stm32f4xx.h" #include "beep.h" #include "app.h" #include <string.h> int beep_out_morse_data(uint8_t* data,int size) { uint32_t i; uint32_t j; uint8_t* p; uint8_t* q; p=data; for(i=0;i<size;i++){ for(j=0;j<Ms_Table_num;j++){ q=Ms_T[j]; if(*p==*q){ break; } } if(j>=Ms_Table_num){ } while(*q!='\0'){ q++; if(*q=='0'){ BEEP_OFF; delay_ms(Morse_Pause_Time); }else if(*q=='1'){ BEEP_ON; delay_ms(Morse_Short_Time); }else if(*q=='2'){ BEEP_ON; delay_ms(Morse_Long_Time); }else if(*q=='3'){ }else{ } } BEEP_OFF; delay_ms(Morse_Pause_OF_Letter_Time); j=0; p++; } } int main(void) { uint8_t information[]= "I LOVE YOU"; BEEP_GPIO_Config(); morse_code.morse_in=information; while(1){ beep_out_morse_data(morse_code.morse_in,strlen((const char *)morse_code.morse_in)); } }
总结
1.蜂鸣器的配置和led灯思路完全一致，就是一个普通I/O口的配置操作。可以自己写一写复习一下。
2.注意代码架构，不仅要考虑当前的任务，也要考虑之后的维护，移植，扩展等等。我做的也不是很好，在写这个的时候脑子里多了很多想法，越想越复杂，最后按照自己思路去先做出来再说，后期可以在这个基础上继续补充。
3.实践是检验真理的唯一标准，多动手写一写，多跑跑代码，将理论转化为实际。
